(57)【要約】  ロータ（１００）は，平板状の電磁鋼板（２１）が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔（２６）を有するコア（１１）と，コア（１１）のシャフト用貫通孔（２６）に取り付けられたシャフト（１２）と，コア（１１）の内周側に位置し，隣り合う電磁鋼板（２１）同士を接合するとともにその積層方向全体にわたって積層鋼板とシャフト（１２）とを接合する溶接箇所である内周側溶接部（２９）と，コア（１１）の外周側であって積層方向の端部に位置し，コア（１１）の積層方向の端面となる電磁鋼板（２１Ｕ）を含む一部の電磁鋼板（２１）同士を接合する溶接箇所である外周側溶接部（３２）とを有する。
2011114414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，
前記コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と，
前記コアの内周側に位置し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士を接合するとともに，その積層方向全体にわたって前記積層鋼板と前記回転伝達部材とを接合する溶接箇所である内周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の端部に位置し，前記コアの積層方向の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である外周側溶接部と，
を有することを特徴とするロータ
【請求項２】
請求項１に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向において前記コアの領域内に位置することを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向の位置が前記外周側溶接部と重なることを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，それぞれ前記コアの外周上の少なくとも２箇所に設けられ，各外周側溶接部の前記コアの外周方向の位置は，等分配置であることを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置しないことを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載するロータにおいて，
内周方向に隣り合う前記内周側溶接部の中心から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置することを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記コアの外周には，前記コアの積層方向の端面から積層方向に延びる溝が設けられ，
前記外周溶接部は，前記溝内に位置することを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，
前記コアの外周側であって積層方向の一方の端部に位置し，前記コアの積層方向の一方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第１外周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の他方の端部に位置し，前記コアの積層方向の他方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第２外周側溶接部と，
を有することを特徴とするロータ。
【請求項９】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，前記コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えるロータの製造方法において，
前記コアの外周側を積層方向に溶接し，前記積層鋼板を構成する積層鋼板のうち，前記コアの積層方向の端面である電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士の接合を行う外周溶接工程と，
前記コアの内周側を積層方向全体にわたって溶接し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士の接合と，前記コアと前記回転伝達部材との接合とを行う内周溶接工程と，
を含むことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記内周溶接工程後に，前記外周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記外周溶接工程後に，前記内周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，積層鋼板からなるコアと，そのコアの回転を外部に伝達する，または外部からコアへ回転を伝達する回転伝達部材とを有するロータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，回転電機に用いられるロータは，電磁鋼板を積層した積層鋼板によるコアと，コアに固定された回転伝達部材とを有している。回転伝達部材としては，例えば，インナーロータ型の回転電機であればシャフトのことである。【０００３】
ロータは，回転伝達部材の回転がコアに適切に伝達されるために，コアと回転伝達部材とが確実に固定されていることが求められる。具体的には，コアを形成している電磁鋼板同士の回転や，コアとシャフトとの間での軸周りの回転や積層方向（シャフトの軸方向）へのすべりを，いずれも防止する必要がある。【０００４】
ロータを構成する各部材の接合技術としては，例えば，特許文献１には，コアの積層方向の端面とシャフトとを溶接したロータが開示されている。また，特許文献２には，コアを構成する複数の電磁鋼板をかしめ，さらに複数の電磁鋼板の内周面を溶接し，電磁鋼板同士を接合したロータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５７７２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，前記した従来のロータには，次のような問題があった。すなわち，特許文献１のように，コアの積層方向の端面をシャフトと溶接したとしても，コアの積層方向中央部分については接合が十分でない。また，特許文献２のように，コアの積層方向全体にわたって電磁鋼板同士を接合したとしても，各電磁鋼板とシャフトとの接合が十分でない。【０００７】
そこで，図１０に示すように，コア１１の内周側に，コア１１の積層方向（シャフト１２の軸方向）全体にわたって，電磁鋼板２１同士を接合するとともに電磁鋼板２１とシャフト１２とを接合する溶接箇所２９を設けることが考えられる。しかしながら，電磁鋼板２１とシャフト１２とを溶接する場合，溶接時間が長く，溶接熱の影響が懸念される。例えば，コア１１を構成する各電磁鋼板２１は薄厚の平板であり，それら電磁鋼板２１が溶接熱の影響を受けて変形することがある。特に，コア１１の積層方向の端面となる電磁鋼板２１Ｕ，２１Ｌに反りが発生し易く，図１０の点線枠に示すようなコア開きとなる。【０００８】
本発明は，前記した従来のロータが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，コア開きを抑制しつつ回転伝達部材をコアに固定したロータおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされたロータは，平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と，コアの内周側に位置し，積層鋼板を構成する電磁鋼板同士を接合するとともにその積層方向全体にわたって積層鋼板と回転伝達部材とを接合する溶接箇所である内周側溶接部と，コアの外周側であって積層方向の端部に位置し，コアの積層方向の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である外周側溶接部とを有することを特徴としている。【００１０】
上記のロータは，ロータの内周側の溶接（内周側溶接部）にて，電磁鋼板同士および電磁鋼板と回転伝達部材とを接合している。この内周側の溶接により，電磁鋼板同士間の回転や，コアと回転伝達部材との間での軸周りの回転や積層方向へのすべりを，いずれも防止している。さらに，上記のロータは，ロータの外周側の溶接（外周側溶接部）にて，少なくとも積層方向の端面の電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板を接合している。つまり，コアの積層方向の端部の電磁鋼板同士を溶接している。この外周側の溶接により，電磁鋼板の外周端の変形が抑制され，その結果としてコア開きが抑制される。また，外周側溶接部は，コアの積層方向の一部であって全体にわたっていない。そのため，電磁回路への影響は少ない。【００１１】
また，上記のロータは，内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部が，積層方向においてコアの領域内に位置するとよい。すなわち，内周側溶接部が積層方向においてコアからはみ出さないようにするとよい。この構成によって，積層方向について小型化を図ることができる。【００１２】
また，上記ロータは，内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部の，積層方向の位置が前記外周側溶接部と重なるとよい。すなわち，内周側溶接部をコアからはみ出さないようにすると，ビード不安定箇所である溶接開始部や溶接終端部がコア内に位置することになり，接合状態の品質低下が懸念される。そこで，積層方向の位置について，内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部を前記外周側溶接部と重ねることで，溶接開始部や溶接終端部での電磁鋼板同士の接合品質を確保する。その結果として，ロータ全体として接合品質を確保できる。【００１３】
また，上記のロータの外周側溶接部は，それぞれコアの外周上の少なくとも２箇所に設けられ，各外周側溶接部のコアの外周方向の位置は，等分配置であるとよい。複数の外周側溶接部を外周方向に等分配置することで，ロータ回転時の外周側溶接部に起因する振動等の不具合を軽減することが期待できる。【００１４】
また，上記のロータは，内周側溶接部からコアの径方向外周側に向かう直線上に，外周側溶接部が位置しないとよい。外周側溶接部と内周側溶接部とで位相をずらすことで，溶接箇所に起因する振動等の不具合を軽減することが期待できる。【００１５】
また，上記のロータは，内周方向に隣り合う内周側溶接部の中心からコアの径方向外周側に向かう直線上に，外周側溶接部が位置するとよい。すなわち，コアの周方向において，隣り合う内周側溶接部の内周方向における中心部が，最も電磁鋼板の反りが大きくなる。そこで，当該箇所を外周側溶接部で固定することで，電磁鋼板の反りを効果的に抑制することが期待できる。【００１６】
また，上記のロータのコアの外周には，コアの積層方向の端面から積層方向に延びる溝が設けられ，外周溶接部は，溝内に位置するとよい。この構成では，外周溶接部がコアの外周から突出することを回避し，モータの動力性能の悪化を防ぐことが期待できる。【００１７】
また，上記のロータの外周側溶接部は，コアの外周側であって積層方向の一方の端部に位置し，コアの積層方向の一方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第１外周側溶接部と，コアの外周側であって積層方向の他方の端部に位置し，コアの積層方向の他方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第２外周側溶接部とを有するとよい。すなわち，積層方向の両端部で外周を溶接することで，コア全体でコア開きを抑制できる。【００１８】
また，本発明は，別の形態として，平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えるロータの製造方法であって，コアの外周側を積層方向に溶接し，積層鋼板を構成する積層鋼板のうち，コアの積層方向の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士の接合を行う外周溶接工程と，コアの内周側を積層方向全体にわたって溶接し，積層鋼板を構成する電磁鋼板同士の接合と，コアと回転伝達部材との接合とを行う内周溶接工程とを含むことを特徴とするロータの製造方法を含んでいる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，コア開きを抑制しつつ回転伝達部材をコアに固定したロータおよびその製造方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態にかかる，ロータを示す断面図である。
【図２】図１に示したロータのＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】ロータの製造過程（打ち抜き工程）における電磁鋼板を示す図である。
【図４】ロータの製造過程（外周側溶接工程）を示す図である。
【図５】ロータの製造過程（内周側溶接工程）を示す図である。
【図６】外周側溶接部とビード不安定部との位置関係を示す図である。
【図７】第１の別形態にかかる，積層方向の両端部に溝が形成されたコアを示す断面図である。
【図８】第２の別形態にかかる，外周側溶接部および内周側溶接部がそれぞれ３箇所形成されたコアを示す概略図である。
【図９】第２の別形態にかかる，外周側溶接部および内周側溶接部がそれぞれ４箇所形成されたコアを示す概略図である。
【図１０】電磁鋼板のコア開きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，本発明にかかるロータを具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなるコアをシャフトに固定したインナーロータに，本発明を適用したものである。
【００２２】
［ロータの構成］
始めに，本形態のロータ１００の構成について，図１および図２を参照しつつ説明する。図１は，コアの積層方向（シャフトの軸方向と同じ）から見た断面を示している。また，図２は，図１のＡ−Ａ断面を示している。
【００２３】
本形態のロータ１００は，図１および図２に示すように，平板状の電磁鋼板２１が複数枚積層されたコア１１と，コア１１に固定されたシャフト１２とを備えている。コア１１には，各所に永久磁石１４が埋め込まれている。すなわち，ロータ１００は，永久磁石埋め込み型（ＩＰＭ型）でインナーロータ型のモータに利用されるものである。
【００２４】
また，コア１１には，図１に示したように，積層方向に貫通する複数の貫通孔２３，２４，２５，２６が形成されている。すなわち，各電磁鋼板２１には，各貫通孔２３，２４，２５，２６に相当する貫通孔が形成されており，各電磁鋼板２１の貫通孔の位置が揃うように積層されている。
【００２５】
これらの貫通孔のうち最も外周側には，複数の磁石用貫通孔２３が配置されている。各磁石用貫通孔２３には，コア１１を積層方向に貫通する永久磁石１４が埋め込まれている。磁石用貫通孔２３は，ほぼ全方位にわたってバランスよく配置されている。なお，本形態のコア１１には，磁石用貫通孔２３が全部で１６箇所に形成されている。
【００２６】
また，磁石用貫通孔２３よりコア１１の内周側には，複数の軽量化用貫通孔２４が配置されている。軽量化用貫通孔２４は，コア１１の軽量化のためのものであり，その内部は空洞である。また，図１中の上下位置の２箇所の軽量化用貫通孔２４には，当該軽量化用貫通孔２４から内径側に向かって連続する溶接用貫通孔２５が形成されている。
【００２７】
さらに，コア１１の回転中心の位置には，シャフト用貫通孔２６が配置されている。シャフト用貫通孔２６は，シャフト１２を貫通可能な長さの径に形成され，シャフト貫通孔２６の壁面（つまり，コア１１の内径）とシャフト１２の側面（つまり，シャフト１２の外径）との隙間は殆どない。なお，図１および図２は，シャフト１２がコア１１を貫通した状態を示している。
【００２８】
また，溶接用貫通孔２５は，シャフト用貫通孔２６にごく近い位置に配置されている。より具体的には，溶接用貫通孔２５のうち，内側（シャフト用貫通孔２６側）の壁面２５ａは，シャフト用貫通孔２６の壁面に隣接する位置に形成されている。そして，溶接用貫通孔２５の内側の壁面２５ａとシャフト用貫通孔２６との間には，ブリッジ部２８が設けられている。すなわち，ブリッジ部２８によって，溶接用貫通孔２５とシャフト用貫通孔２６とが区画されている。
【００２９】
さらに，ブリッジ部２８には，溶接痕である内周側溶接部２９が形成されている。内周側溶接部２９は，ブリッジ部２８を貫通し，壁面２５ａからシャフト１２の一部にまで及んでいる。また，内周側溶接部２９は，図２に示すように，コア１１の積層方向の全体にわたって，筋状に形成されている。すなわち，内周側溶接部２９は，シャフト１２の軸方向に沿って，コア１１の全体にわたって形成されている。
【００３０】
この内周側溶接部２９は，コア１１の全ての電磁鋼板２１について，ブリッジ部２８とシャフト１２の表面部分とが溶接によって溶け合って一体化したことを示している。また，コア１１を構成する電磁鋼板２１同士も，ブリッジ部２８が互いに溶け合って一体化したことを示している。この内周側溶接部２９により，コア１１中の隣り合う電磁鋼板２１間の回転，コア１１のシャフト１２の周りの回転，および，コア１１のシャフト１２の軸方向への移動の，いずれも防止される。
【００３１】
また，コア１１の外周には，図１中の左右位置の２箇所に，積層方向に沿って延びる溝３１が形成されている。この溝３１は，図２に示したように積層方向に沿って上端から下端まで形成されている。つまり，各電磁鋼板２１には，溝３１に相当する切欠きが形成されており，各電磁鋼板２１の切欠きの位置が揃うように積層されている。
【００３２】
さらに，溝３１の積層方向の両端部には，溶接痕である外周側溶接部３２，３３が形成されている。このうち，外周側溶接部３２は，コア１１の積層方向の上面から５〜１０ｍｍ程度にわたって形成されている。本形態では，上側端面の電磁鋼板２１Ｕを含む，１０〜２０枚分の電磁鋼板２１の厚さ（電磁鋼板２１の１枚分の厚さは約０．５ｍｍ）に相当する。なお，図２は，電磁鋼板２１の積層状態を略示しており，外周側溶接部３２は３枚程度の電磁鋼板２１を接合しているのみであるが，実際にはそれ以上の電磁鋼板２１が外周側溶接部３２によって接合される。この外周側溶接部３２は，積層方向の上側の端部に位置する電磁鋼板２１（本明細書でいう積層方向の「端部」に位置する電磁鋼板は，コア１１の端面となる電磁鋼板のみではなく，端面の電磁鋼板を含む複数枚の電磁鋼板を意味する）について，溝３１側面を溶接によって深さ１ｍｍ程度溶かし，隣り合う電磁鋼板２１同士が溶け合って一体化したことを示している。
【００３３】
また，外周側溶接部３３は，コア１１の積層方向の下面から５〜１０ｍｍ程度にわたって形成されている。本形態では，下側端面の電磁鋼板２１Ｌを含む，１０〜２０枚分の電磁鋼板２１の厚さに相当する。この外周側溶接部３３は，積層方向の下側の端部に位置する電磁鋼板２１について，溝３１側面を溶接によって深さ１ｍｍ程度溶かし，隣り合う電磁鋼板２１同士が溶け合って一体化したことを示している。
【００３４】
本形態のロータ１００は，コア１１の積層方向の両端部の外周を外周側溶接部３２，３３によって固定することで，後述する内周側溶接部２９の溶接時において，電磁鋼板２１の反りに伴うコア開きを抑制できる。
【００３５】
また，外周側溶接部３２，３３は，コア１１の溝３１に形成されていることから，コア１１の外周面からはみ出ていない。そのため，ロータ１００の回転への影響は少ない。また，外周側溶接部３２，３３は，コア１１の積層方向の両端部のみであって全体にわたる溶接痕ではない。そのため，外周側を積層方向全体にわたって溶接するものと比較して，磁束が溶接痕を跨ぐ範囲が狭く，電磁気回路への影響が小さい。その結果として，モータの動力性能への影響が小さくて済む。
【００３６】
なお，本形態では，内周側溶接部２９を内周方向に２箇所としたが，１箇所でもよい。また，必要に応じて３箇所以上としてもよい。また，本形態では，外周側溶接部３２を外周方向に２箇所としたが，１箇所でもよい。また，必要に応じて３箇所以上としてもよい。また，貫通孔２４，２５や溝３１について，その形状や配置に特に制限はなく，コア１１の強度とバランスを適切に維持できれば，どのようなものであってもよい。
【００３７】
また，本形態では，軽量化用貫通孔２４と溶接用貫通孔２５とを合わせて８箇所とし，溶接用貫通孔２５の形状として，軽量化用貫通孔２４に連続する形状としたものを例示した。しかし，これらに限らず，溶接用貫通孔２５と軽量化用貫通孔２４とを全く異なる形状に形成してもよい。
【００３８】
［ロータの製造方法］
続いて，ロータ１００の製造方法について説明する。本形態では，次の５つの工程を順に行う。
（１）打ち抜き工程
（２）積層工程
（３）シャフト挿入工程
（４）外周側溶接工程
（５）内周側溶接工程
【００３９】
まず，（１）打ち抜き工程において，原板である電磁鋼板ロールから，図３に示すような，円板状の電磁鋼板４１を打ち抜く。本工程では，いずれも同じ形状の電磁鋼板４１を，コア１１として必要な枚数分製造する。電磁鋼板４１は，コア１１の電磁鋼板２１に相当する。また，各電磁鋼板４１には，コア１１の貫通孔２３，２４，２５，２６に相当する箇所にそれぞれ，貫通孔４３，４４，４５，４６が打ち抜きによって同時形成される。また，コア１１の溝３１に相当する箇所に，切欠き４２が打ち抜きによって同時形成される。なお，この段階では，各電磁鋼板４１には，貫通孔４５と貫通孔４６との間に，コア１１のブリッジ部２８に相当するブリッジ部４８が形成されている。
【００４０】
次に，（２）積層工程において，コア１１に必要な枚数の電磁鋼板４１を積層する。このとき，各電磁鋼板４１の貫通孔４３，４４，４５，４６の位置を合わせて積層する。これにより，各電磁鋼板の貫通孔４３が重なって，コア１１の磁石用貫通孔２３となる。同様に，各電磁鋼板４１の貫通孔４４，４５，４６が重なって，それぞれコア１１の軽量化用貫通孔２４，溶接用貫通孔２５，シャフト用貫通孔２６となる。同様に，各電磁鋼板４１の切欠き４２が重なって，コア１１の溝３１となる。なお，この工程のすぐ後で，各磁石用貫通孔２３にそれぞれ永久磁石を埋め込んでもよいし，もっと後の工程で埋め込んでもよい。
【００４１】
次に，（３）シャフト挿入工程において，別に製造したシャフト１２を，コア１１のシャフト用貫通孔２６（電磁鋼板４１の貫通孔４６）に貫通させる。そして，シャフト１２を適切な位置まで挿入する。
【００４２】
次に，（４）外周側溶接工程において，図４に示すように，電子銃５１を使用して電子ビーム溶接を行う。本工程では，まず，積層方向の下端側の電磁鋼板４１の切欠き４２（Ａ）に電子ビーム５２が当たるように，位置決めをしている。そして，電子ビーム５２（Ａ）を照射する。これにより，電子ビーム５２（Ａ）が当たった箇所が溶ける。さらに，電子ビーム５２を照射させつつ，図４中左から右方向に，積層方向に沿って電子銃５１を移動させる。そして，電子ビーム５２の照射箇所が，５〜１０ｍｍ程度移動した位置である切欠き４２（Ｂ）まで到達したら，コア１１の下端部の電磁鋼板４１同士を溶接したことになる。すなわち，外周側溶接部３３が形成されたことになる。ここで，一旦，溶接を中断する。
【００４３】
その後，電子銃５１を積層方向に沿って移動させ，積層方向の上端側の電磁鋼板４１から５〜１０ｍｍ程度手前に位置する切欠き４２（Ｃ）に電子ビーム５２が当たるように，位置決めをする。そして，電子ビーム５２の照射を再開する。これにより，電子ビーム５２（Ｃ）が当たった箇所が溶ける。そして，電子ビーム５２を照射させつつ，積層方向に沿って電子銃５１を移動させる。そして，コア１１の上端側の電磁鋼板４１の切欠き４２（Ｄ）まで移動したら，コア１１の上端部の電磁鋼板４１同士を溶接したことになる。すなわち，外周側溶接部３２が形成されたことになる。この外周側の溶接を，外周側溶接部３２，３３の数分実施する。なお，電子銃５１が複数ある場合には，複数の外周側溶接部３２，３３を同時に形成してもよい。
【００４４】
なお，（４）外周側溶接工程においては，各電磁鋼板４１の積層状態を適切に保つために，図４に示したように各所を押さえつけることが望ましい。例えば，コア１１の図中右端に治具６１を配置するとともに，図中最も左側の電磁鋼板４１を図中左から右側（図４中の白抜き矢印）へ押圧するとよい。また，シャフト１２にも治具６３を当てて，位置ずれが生じないようにすることが望ましい。あるいは，コア１１の全体を積層方向に挟んでもよい。
【００４５】
次に，（５）内周側溶接工程において，図５に示すように，電子銃５１を使用して電子ビーム溶接を行う。本工程では，まず，下端部の電磁鋼板４１のブリッジ４８（Ａ）に電子ビーム５２が当たるように，位置決めをしている。そして，電子ビーム５２（Ａ）を照射する。これにより，ブリッジ４８（Ａ）のうち電子ビーム５２（Ａ）が当たった箇所が溶ける。さらに，その周辺が溶け，溶融領域がシャフト１２にまで及ぶ。この溶融した部分が固まることにより，この箇所において電磁鋼板４１とシャフト１２とが固定される。
【００４６】
さらに，電子ビーム５２を照射させつつ，図５中左から右方向に，シャフト１２の軸方向に沿って電子銃５１を移動させる。ここで，電子ビーム５２の入射方向を，溶接用貫通孔２５の箇所におけるコア１１の径方向とシャフト１２の軸方向とがなす面内とする。これにより，ブリッジ４８以外の箇所には，電子ビーム５２が当たらないようにすることができる。
【００４７】
そして，上端部の電磁鋼板４１のブリッジ４８（Ｂ）まで到達したら，全ての電磁鋼板４１のブリッジ４８をシャフト１２の外周面に溶接したことになる。すなわち，内周側溶接部２９が形成されたことになる。従って，コア１１の各電磁鋼板４１がそれぞれシャフト１２に固定される。この内周側の溶接を，内周側溶接部２９の数分実施する。なお，電子銃５１が複数ある場合には，複数の内周側溶接部２９を同時に形成してもよい。
【００４８】
この（５）内周側溶接工程においては，初期位置での溶接の際，初期位置（コア１１の下端部）付近の電磁鋼板４１すなわち，電磁鋼板２１が溶接熱によって加熱される。そのため，電磁鋼板４１の反りが懸念されるが，本形態では，コア１１の下端部の外周の一部が外周側溶接部３３によって固定されており，電磁鋼板４１の反りが抑制される。
【００４９】
また，一般的に，溶接においては，溶接開始箇所および溶接終了箇所で溶接が不安定になることが知られている。特に，電磁鋼板２１とシャフト１２とを溶接する内周側溶接部２９では，溶接が不安定になり易い。そのため，（５）内周側溶接工程において接合品質をコア１１の積層方向全体で確保するには，この溶接開始箇所および溶接終了箇所（以下，両箇所を「ビード不安定部」とする）を積層方向においてコア１１の外側に配置する方が望ましい。しかし，コア１１外にビード不安定部のための領域を確保すると，積層方向への小型化の制約となる。
【００５０】
一方，本形態では，ビード不安定部をコア１１内に配置し，小型化を図ることができる。つまり，（５）内周側溶接工程では，図６に示すように，積層方向上，溶接開始側のビード不安定部２９Ｓがコア１１の下端からはみ出さないように，さらに溶接終了側のビード不安定部２９Ｅがコア１１の上端からはみ出さないように溶接する。つまり，内周側溶接部２９を積層方向においてコア１１内に完全に収容している。
【００５１】
本形態では，このようにビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅをコア１１内に収容しても，接合品質は確保される。すなわち，本形態では，コア１１の積層方向の両端部に位置する電磁鋼板が外周側溶接部３２，３３によって接合されている。そのため，内周側溶接部２９の両端部で溶接が不安定であったとしても，コア１１の積層方向全体での接合品質を確保することができる。
【００５２】
具体的には，外周側溶接部３２，３３の積層方向の長さＷを，内周側溶接部２９のビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅの長さＶよりも長くする。そして，コア１１の積層方向の位置について，ビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅと外周側溶接部３２，３３とが重なるように溶接する。さらには，コア１１の積層方向において，外周側溶接部３２，３３と内周側溶接部２９のビード安定部２９Ｃとが重なる領域（図６中の幅Ｕ。以下，「重複固定領域Ｕ」とする）が存在するように溶接する。これにより，ビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅで接合する電磁鋼板が外周側溶接部３２，３３で接合されることが確実になる。さらに外周側溶接部３２，３３で接合される電磁鋼板は，重複固定領域Ｕに位置する電磁鋼板２１を介して，ビード安定部２９Ｃで接合される電磁鋼板２１と接合される。そのため，電磁鋼板２１同士の接合は，積層方向全体として確保される。また，コア１１の中央部はビード安定部２９Ｃによってシャフト１２に確実に接合されており，コア１１の両端部はコア１１の中央部を介してシャフト１２と一体である。これにより，ビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅによる接合不安は解消される。
【００５３】
なお，（４）外周側溶接工程および（５）内周側溶接工程において，電子銃５１の移動向きを逆向き（（Ｂ）から（Ａ））としてもよい。また，電子銃５１を移動させる代わりに，電子ビーム５２の発射方向を変更することによっても適切な位置に溶接できる。あるいは，電子銃５１を固定して，ワークであるコア１１等を移動させてもよい。また，シャフト１２の軸方向について，その片側から全範囲に対して電子ビーム５２を照射しているが，両側からそれぞれ半分ずつ行ってもよい。
【００５４】
また，複数の電子ビームを照射可能であれば，（４）外周側溶接工程と（５）内周側溶接工程とを同時に行ってもよい。また，（４）外周側溶接工程と（５）内周側溶接工程とについて，コア１１の積層方向の中央から上側のみを溶接し，その後，（４）外周側溶接工程と（５）内周側溶接工程とを繰り返すことで，下側のみを溶接してもよい。
【００５５】
また，上述の形態では，（４）外周側溶接工程にてコア１１の外周側を溶接した後に，（５）内周側溶接工程にて内周側を溶接しているが，逆順であってもよい。この場合，コア１１の積層方向の端面となる電磁鋼板が溶接熱の影響を受けることを回避するため，溶接開始位置および溶接終了位置をコア１１の端面からさらに内側にする。つまり，先に行われる（５）内周側溶接工程では，積層方向の両端部に位置する電磁鋼板は溶接しないようにする。これにより，コア１１の内周面の両端部は，溶接熱の影響を受け難くなり，コア１１の積層方向の端面となる電磁鋼板２１Ｕ，２１Ｌの反りが抑えられる。そして，後に行われる（４）外周側溶接工程において，電磁鋼板２１Ｕを含む上端部側の電磁鋼板２１および電磁鋼板２１Ｌを含む下端部側の電磁鋼板２１を接合する。このとき，コア１１の積層方向において，外周側溶接部３２，３３とビード安定部２９Ｃとが重複する重複固定領域Ｕを設ける。これにより，コア１１の積層方向全体での接合品質は確保される。
【００５６】
［ロータの別の形態］
［第１の別形態］
続いて，ロータ１００の別形態について説明する。第１の別形態は，コアの外周に形成される溝の別形態である。本形態のコア１１０では，図７に示すように，積層方向の両端部にのみ溝３５，３６を形成している。この点，積層方向全体に溝３１を形成しているコア１１（図２参照）とは異なる。
【００５７】
図７に示したコア１１０は，積層方向の両端部において，外周側溶接部３２，３３が収容可能な長さの溝３５，３６が形成されている。つまり，コア１１０を構成する電磁鋼板２１のうち，積層方向の上端から数枚分および下端から数枚分の電磁鋼板については，外周に溝３５，３６に対応する切欠きが形成され，中央部に位置する残りの電磁鋼板２１については切欠きが形成されていない。
【００５８】
このように外周側溶接部３２，３３が収容可能な長さの溝３５，３６を形成することで，コア１１０の外周の形状変更を最小限に抑えることができる。そのため，積層方向全体に溝３１を形成する形態と比較して，電磁気回路への影響が小さく，モータの動力性能への影響も小さい。一方，積層方向全体に溝３１を形成すると，電子ビームの照射が容易である。
【００５９】
［第２の別形態］
第２の別形態は，図８や図９に示すように，外周側溶接部および内周側溶接部の周方向上の数を３個以上とする別形態である。この点，外周側溶接部および内周側溶接部の周方向上の数を２個とするコア１１（図２参照）とは異なる。
【００６０】
図８は，外周側溶接部３２および内周側溶接部２９の周方向上の数を３個とするコア１２１を示している。図９は，外周側溶接部３２および内周側溶接部２９の周方向上の数を４個とするコア１２２を示している。外周側溶接部３２は，コア１２１，１２２の外周上，等間隔に配置される。内周側溶接部２９は，コア１２１，１２２の内周上，等間隔に配置される。外周側溶接部３２を外周方向に等分配置することで，ロータ回転時の外周側溶接部３２に起因する振動等の不具合を軽減することが期待できる。
【００６１】
また，コア１２１，１２２は，内周側溶接部２９からコア１２１，１２２の径方向外周側に向かう直線上に外周側溶接部３２を配置していない。このような構成，すなわち外周側溶接部３２と内周側溶接部２９との位相をずらすことでも，溶接箇所に起因する振動等の不具合を軽減することが期待できる。
【００６２】
また，第２の別形態では，コア１２１，１２２は，内周方向に隣り合う内周側溶接部２９の中心からコア１１の径方向外周側に向かう直線上に，外周側溶接部３２が位置するように配置している。コア１１の周方向において，隣り合う内周側溶接部２９の，内周方向の中心から径方向に向かう領域が最も反りが大きくなる。そこで，当該領域を外周側溶接部３２で固定することで，電磁鋼板２１の反りを効果的に抑制することが期待できる。
【００６３】
なお，必要に応じて各溶接部を５箇所以上としてもよい。溶接箇所を増やすことで，より接合品質が確保できる。また，外周側溶接部３２を増やすことで，周方向上，反りが発生する箇所をより多く抑えることが期待できる。一方，溶接箇所を減らすことで，溶接熱の影響を抑えることができる。
【００６４】
以上詳細に説明したように本形態のロータ１００は，ロータ１００の内周側に位置する内周側溶接部２９によって，電磁鋼板２１同士および電磁鋼板２１とシャフト１２とを接合し，電磁鋼板２１同士間の回転や，コア１１とシャフト１２との間での軸周りの回転や，コア１１の積層方向へのすべりを，いずれも防止する。さらに，ロータ１００の外周側に位置する外周側溶接部３２，３３によって，コア１１の積層方向の両端部で電磁鋼板２１同士を溶接している。つまり，コア１１の積層方向の端面の電磁鋼板２１Ｕ（２１Ｌ）を含む一部の電磁鋼板２１を接合している。この外周側の溶接により，電磁鋼板２１の反りを抑制し，その結果としてコア開きを抑制する。また，外周側溶接部３２，３３は，積層方向の一部であって全体にわたっていない。つまり，磁束が外周側溶接部３２，３３を跨ぐ箇所が少ない。そのため，外周側溶接部３２，３３の電磁回路への影響は少なく，モータの動力性能は安定している。
【００６５】
また，ロータ１００は，内周側溶接部２９のビード不安定部２９Ｓ，２９Ｅが，コア１１の積層方向においてコア１１の領域内に位置している。そのため，積層方向について小型化を図ることが期待できる。なお，ビード不安定部を含む両端部に位置する電磁鋼板２１は外周側溶接部３２，３３にて固定されていることから，ロータ１００全体として固定状態の品質を確保できる。
【００６６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，シャフト１２の外形は円筒状に限らず，多角柱形状やスプライン等でもよい。また，シャフト１２とコア１１との間にさらにキーとキー溝とによる嵌め合いをも有していてもよい。また，コア１１の積層方向の片側を，シャフト１２に設けたフランジ部で受ける構成にすることもできる。また，シャフト１２は，分割タイプのものであってもよい。
【００６７】
また，例えば，コア１１中の各鋼板同士を，カシメや溶接，接着，樹脂モールド等によってあらかじめ固定しておいてもよい。さらには，コア１１として，円周方向に複数個に分割された分割コアを使用したものであってもよい。
【００６８】
また，本形態では，コア１１の積層方向全体がシャフト１２に溶接固定されているため，コア１１の積層方向の端面に板部材を当接させたり，シャフト１２や電磁鋼板２１にかしめ部位を形成したりして，溶接以外の手段で各部材を固定する必要がないが，必要に応じてこれらの手段によって接合品質を向上させてもよい。
【００６９】
さらに，永久磁石埋め込み型のＩＰＭ型モータに限らず，ロータ表面に磁石を配したＳＰＭ型のモータにも適用可能である。また，インナーロータ型のものに限らず，アウターロータ型のものにも適用できる。
【００７０】
また，実施の形態では，電磁鋼板２１の外周に設けられた切欠き４２の形状を円弧状としているが，これに限るものではない。例えば，三角形状，多角形形状など，コアを接合できる形状であれば適用可能である。
【００７１】
また，実施の形態では，電子ビームによって溶接を行っているが，溶接設備はこれに限るものではない。例えば，アーク溶接やレーザ溶接であってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１１    コア
１２    シャフト
１４    永久磁石
２１    電磁鋼板
２９    内周側溶接部
２９Ｓ  ビード不安定部（溶接開始部）
２９Ｅ  ビード不安定部（溶接終端部）
２９Ｃ  ビード安定部
３１    溝
３２，３３  外周側溶接部
１００  ロータ
【図１】
2011114414.tif 000003
【図２】
2011114414.tif 000004
【図３】
2011114414.tif 000005
【図４】
2011114414.tif 000006
【図５】
2011114414.tif 000007
【図６】
2011114414.tif 000008
【図７】
2011114414.tif 000009
【図８】
2011114414.tif 000010
【図９】
2011114414.tif 000011
【図１０】
2011114414.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月25日(2010.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，
前記コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と，
前記コアの内周側に位置し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士を接合するとともに，その積層方向全体にわたって前記積層鋼板と前記回転伝達部材とを接合する溶接箇所である内周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の端部に位置し，前記コアの積層方向の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である外周側溶接部と，
を有することを特徴とするロータ
【請求項２】
請求項１に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向において前記コアの領域内に位置することを特徴とするロー
【請求項３】
請求項２に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向の位置が前記外周側溶接部と重なることを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，それぞれ前記コアの外周上の少なくとも２箇所に設けられ，各外周側溶接部の前記コアの外周方向の位置は，等分配置であることを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置しないことを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載するロータにおいて，
内周方向に隣り合う前記内周側溶接部の中心から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置することを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記コアの外周には，前記コアの積層方向の端面から積層方向に延びる溝が設けられ，
前記外周溶接部は，前記溝内に位置することを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，
前記コアの外周側であって積層方向の一方の端部に位置し，前記コアの積層方向の一方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第１外周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の他方の端部に位置し，前記コアの積層方向の他方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第２外周側溶接部と，
を有することを特徴とするロータ。
【請求項９】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，前記コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えるロータの製造方法において，
前記コアの外周側を積層方向に溶接し，前記積層鋼板を構成する積層鋼板のうち，前記コアの積層方向の端面である電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士の接合を行う外周溶接工程と，
前記コアの内周側を積層方向全体にわたって溶接し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士の接合と，前記コアと前記回転伝達部材との接合とを行う内周溶接工程と，
を含むことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記内周溶接工程後に，前記外周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記外周溶接工程後に，前記内周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記コアには，前記回転伝達部材を貫通させるための第１貫通孔と，前記第１貫通孔の周囲に位置する第２貫通孔とが，積層方向全体にわたって形成されており，
前記内周側溶接部は，前記コアの前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間の部位を，前記回転伝達部材に接合する溶接箇所であることを特徴とするロータ。
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に貫通孔を有するコアと，
前記コアの貫通孔に取り付けられた回転伝達部材と，
前記コアの内周側に位置し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士を接合するとともに，その積層方向全体にわたって前記積層鋼板と前記回転伝達部材とを接合する溶接箇所である内周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の端部に位置し，前記コアの積層方向の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である外周側溶接部と，
を有し，
前記コアには，前記回転伝達部材を貫通させるための第１貫通孔と，前記第１貫通孔の周囲に位置する第２貫通孔とが，積層方向全体にわたって形成されており，
前記内周側溶接部は，前記コアの前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間の部位を，前記回転伝達部材に接合する溶接箇所であることを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向において前記コアの領域内に位置することを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部の溶接開始部および溶接終端部は，積層方向の位置が前記外周側溶接部と重なることを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，それぞれ前記コアの外周上の少なくとも２箇所に設けられ，各外周側溶接部の前記コアの外周方向の位置は，等分配置であることを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記内周側溶接部から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置しないことを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載するロータにおいて，
内周方向に隣り合う前記内周側溶接部の中心から前記コアの径方向外周側に向かう直線上に，前記外周側溶接部が位置することを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記コアの外周には，前記コアの積層方向の端面から積層方向に延びる溝が設けられ，
前記外周側溶接部は，前記溝内に位置することを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載するロータにおいて，
前記外周側溶接部は，
前記コアの外周側であって積層方向の一方の端部に位置し，前記コアの積層方向の一方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第１外周側溶接部と，
前記コアの外周側であって積層方向の他方の端部に位置し，前記コアの積層方向の他方の端面となる電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士を接合する溶接箇所である第２外周側溶接部と，
を有することを特徴とするロータ。
【請求項９】
平板状の電磁鋼板が複数枚積層された積層鋼板からなり，回転中心に第１貫通孔を有し，前記第１貫通孔の周囲に第２貫通孔を有するコアと，前記コアの第１貫通孔に取り付けられた回転伝達部材とを備えるロータの製造方法において，
前記コアの外周側を積層方向に溶接し，前記積層鋼板を構成する積層鋼板のうち，前記コアの積層方向の端面である電磁鋼板を含む一部の電磁鋼板同士の接合を行う外周溶接工程と，
前記コアの前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間の部位と，前記回転伝達部材とを，積層方向全体にわたって溶接し，前記積層鋼板を構成する電磁鋼板同士の接合と，前記コアと前記回転伝達部材との接合とを行う内周溶接工程と，
を含むことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記内周溶接工程後に，前記外周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載するロータの製造方法において，
前記外周溶接工程後に，前記内周溶接工程を行うことを特徴とするロータの製造方法。
【国際調査報告】
2011114414.tif 000013
2011114414.tif 000014
2011114414.tif 000015
2011114414.tif 000016